DE2419513B2 - Verfahren und vorrichtung zum messen der anzahl gestapelter wellpappen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum messen der anzahl gestapelter wellpappenInfo
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Description
2s Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum
Messen der Anzahl gestapelter Wellpappen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
In der US-PS 35 81 067 ist ein derartiges Verfahren
zur Bestimmung der Anzahl von Materialschichten in
einem Stapel blattartigen Materials mittels Fotoelementen beschrieben. Bei diesem Verfahren werden während
des vertikalen Abtastens des Materialstapels zwischen den einzelnen Schichten auftretende Änderungen im
Reflexionsverhalten gezählt, wobei zur Zählung die kurz aufeinanderfolgenden Änderungen der Helligkeit
aufgrund der Kanteneigenschaften der Materialschichten herangezogen werden, während langsame Änderungen der Durchschnittshelligkeit des Materials außer
Acht gelassen werden. Die dabei periodisch vorgenommene schnellere Horizontalabtastung dient dazu, den
Helligkeitsdurchschnitt über einer größeren horizontalen Breite zu erfassen. Zur Zählung voa Wellpappen
wird der Abtastlichtstrahl schräg auf die Endfläche des
Stapels gerichtet, um damit einen durchschnittlichen
Helligkeitswert zu erhalten, der davon unabhängig ist, ob der Abtastlichtstrahl zufällig auf die Stirnkante eines
Wellblatts trifft oder nicht.
bei einer geringen Änderung der Helligkeit zwischen benachbarten Schichten eine Fehlzählung auftritt. Die
geringe Helligkeitsänderung zwischen benachbarten Schichten kann durch allgemein schlechte Reflexionseigenschaften der Materialkanten, durch einen zu
üchmalen Spalt zwischen in sich gleichförmig reflektierenden Schichten oder durch Überlappung der Spalte
zwischen benachbarten Schichten durch auftretende: Schnittgrate verursacht sein. Ferner kann mit dem
bekannten Verfahren bei der Zählung von Wellpappe:
unter Umständen ein Spalt zwischen zwei Grundplatten tweier Wellpappenschichten als Schicht mitgezählt
werden. Infolge der Schrägstellung der Lichtquelle zu dem abgetasteten Stapelende kann bei einer Ungleichmäßigkeit der Schichtung eine Fehlzählung dadurch
entstehen, daß nicht fluchtende Wellpappenschichten einzeln oder in Gruppen als ein Wellblatt einer
Wellpappenschicht gezählt werden.
't
Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 zu schaffen, das eine genaue Zählung der Schichtung aus gestapelter Wellpappe unter Ausschaltung von
Zählfehlern infolge von Ungleichmäßigkeiten in der Stapelung und den Wellpappen selbst ermöglicht
Ferner soll eine Vorrichtung zur Durchfahrung des Verfahrens geschaffen werden.
Die Aufgabe wl«-d erfindungsgemäS durch die im
kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Maßnahmen gelöst
Demnach werden die während der langsameren vertikalen Abtastung erhaltenen Horizontalabtastsignale darauf untersucht, ob ihre Hüllkurve derjenigen für
ein flaches Grundblatt, ein Wellblatt oder ein welliges Grundblatt bzw. eine Spalt entspricht Auf diese Weise
ist auch bei schlecht reflektierendem Wellpappenmaterial und auftretenden Unregelmäßigkeiten in Schich
tung und Schnittkantenform an dem abgetasteten Stapelende eine einwandfreie Identifizierung der
Teilschichten der Wellpappe und des zwischen den Wellpappenschichten liegenden Spalts möglich. Die auf
diese Weise identifizierten Schichten werden auf ihre
Aufeinanderfolge untersucht, wobei das Auftreten einer vorbestimmten Aufeinanderfolge als eine Wellpappenschicht
gezählt und/oder angezeigt wird.
Zur Durchführung des Verfahrens dient vorteilhaft eine mit einem fotoelektrischen Fühler mit einer Reihe
von Fotodioden zur vertikalen und horizontalen fotoelektrischen Abtastung und einer Zählvorrichtung
ausgestattete Vorrichtung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 4.
Bei dieser Vorrichtung werden demnach durch das Abfragen der Fotodioden während der vertikalen
Abtastung schnelle Horizontalabtastsignale in Übereinstimmung mit den Taktimpulsen gewonnen. In den
Detektorschaltungen werden diese Horizontalabtastsignale zur Ermittlung ihrer Hüllkurvenformen untersucht,
wobei das Auftreten von Ausgangssignalen der Detektorschaltungen in der jeweils gewünschten
Aufeinanderfolge durch die Zählvorrichtung erfaßt wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
F i g. 1 zeigt die Beziehung zwischen einem Ende eines Stapels einer Vielzahl von Wellpappen und einem
Abtastlichtstrahl, der zur Abtastung des Endes in der Richtung der Stärke des Stapels verwendet wird.
F ι g. 2 zeigt Wellenformen der Ausgangssignale eines
fotoelektrischen Fühlers, der in der Schaltung nach F i g. 3 verwendet wird.
F i g. 3 ist ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Messen der Anzahl gestapelter Wellpappen.
F i g. 4 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen ein dem Stairtimpuls, ein dem Detektorausgangssignal
und ein dem Abtastimpuls, die in der Schaltung nach F i g. 3 verwendet werden.
In F i g. 1 ist eine Endansicht eines Stapels von drei
Wellpappen 1,2 und 3 gezeigt, die jeweils ein Wellblatt aufweisen, das zwischen einem Paar flacher Grundblätter
eingefaßt ist. Ein Abtastlichtstrahl mit einer Weite wie sie bei 4 gezeigt ist, bewegt sich in Richtung der
Schichtung,d. h. in der Vertikalrichtung nach Fig. 1,um
das Ende des Stapels abzutasten. Überquert der Lichtstrahl die flachen Grundblätter und die Wellblätter,
wird ein Teil des Lichtes von diesen reflektiert, und das reflektierte Licht wird durch einen an sich
bekannten geradlinigen fotoelektrischen Fühler mit Selbstabtastung empfangen, der eine Reihe (Matrix) von
beispielsweise 64 Fotodioden aufweist Da sich der
Abtastlichtstrahl in die Vertikalrichtung bewegt, wird demgemäß das Ende des Stapels so abgetastet, als ob
ein dünner Abtaststrahl in der Vertikalrichtung unter
s Abtastung in Horizontalrichtung bewegt wäre. Wenn der Lichtstrahl auf ein flaches Grundblatt einer
Wellpappe trifft, werden alle Fotodioden nacheinander erregt und erzeugen 64 Impulse mit der gleichen
Amplitude, wie dies mit der graphischen Darstellung S in Fig.2 gezeigt ist, während beim Auftreffen des
Lichtstrahls auf ein Wellblatt intermittierende Impulse gemäß der Darstellung 6 in Fig.2 erzeugt werden.
Liegt ein Spalt zwischen benachbarten Wellpappen vor und trifft der Lichtstrahl auf einen solchen Spalt, erzeugt
is die Fotodiodenreihe keinerlei Ausgangssignal, wie dies
durch die gerade Linie in der Darstellung 7 gezeigt ist Liegt kein Spalt zwischen benachbarten Wellpappen,
ändern sich die Ausgangssignale der Fotodiodenreihe demzufolge in der Reihenfolge der Darstellungen 5, ö,
5,..... während beim Vorliegen von Spalten sich die Ausgangssignale in der Folge der Darstellungen 5,6,5,
7, S, 6 ändern. Dadurch ist es durch Ermittlung einer
Kombination 5,6 oder 5,6,5,7 als eine Informationseinheit,
die eine Wellpappe repräsentiert, und durch Zählung der Anzahl derart ermittelter Einheiten
möglich, leicht die Anzahl der Wellpappen zu bestimmen, die gemäß Darstellung in F i g. 1 geschichtet
sind.
Gemäß Darstellung in F i g. 3 besitzt die Vorrichtung zum Zählen der Anzahl geschichteter Wellpappen einen
impulsgenerator 8, der Taktimpulse, Startimpulse und Abtastimpulse erzeugt, wie dies im folgenden anhand
von F i g. 4 erläutert wird, einen Fühler 9, eine Detektorschaltung 10 für ein flaches Grundblatt eine
Detektorschaltung 11 für ein Wellblatt, eine Null-Detektorschaltung
12 und eine Zähl- und Anzeigevorrichtung 13. Es sind Lichtquellen 32 und 33 vorgesehen, die
einen schmalen Abtastlichtstrahl 4 gemäß der Darstellung in F i g. 1, auf ein Ende des Stapels aus einer Anzahl
von Wellpappen richten. Das von den Endrändern der jeweiligen flachen Grundblätter und der Wellblätter der
Wellpappen reflektierte Licht wird über eine Linse 34 von einem linearen selbstabtastenden fotoelektrischen
Fühlerelement 14 empfangen, das eine Reihe von 64 Fotodioden aufweist, die nacheinander durch die
Taktimpulse von dem Impulsgenerator 8 in Betrieb gesetzt werden, so daß die jeweiligen Fotodioden
Impulse erzeugen, wenn sie Licht empfangen, das von dem Endrand der Schichtung reflektiert wird. Die
Ausgangsimpulse von den Fotodioden '.verden durch einen Verstärker 15 verstärkt und dann von einem
Schwellwertbegrenzer abgekappt, der eine Diode 40 und einen Kondensator IC besitzt. Die abgekappten
Impulse werden durch einen Vergleicher *7 mit einer bestimmten Bezugsspannung verglichen, die von einem
Potentiometer 41 abgegeben wird. Somit erzeugt jeder Ausgangsimpuls mit einem Wert, der größer als die
Bezugsspannung ist, ein 1-Ausgangssignal, das durch in Serie geschaltete Flip-Flop-Scha'.tungen 18, 19 und 20
hindurchgeführt wird, um jegliche Störkomponenten zu entfernen, die in den Ausgangssignalen des Fühlerelements
14 enthalten sind. Wie zuvor angegeben wurde, werden die Lichtquellen 32 und 33 und der Fühler Si in
der Vertikalrichtung über das Ende des Stapels bewegt, so daß die durch die Darstellungen 5, 6 und 7 in F i g. 2
gezeigten Ausgangssignale erzeugt werden.
Das Ausgangssignal von der letzten Flip-Flop-Schaltung
20 liegt an einem Paar in Kaskade geschalteter
Schieberegister 21 und 22 an, die jeweils eine Kapazität von 64 Bit entsprechend der Anzahl der Fotodioden
haben. Die Ausgangssignale von der Flip-Flop-Schaltung 20 und den Schieberegistern 21 und 22 liegen an
den Eingängen eines ODER-Glieds 42 an und schalten S dieses somit im Ansprechen auf ein gegenwärtig
vorliegendes Signal und zwei vorangegangene Signale von der Flip-Flop-Schaltung 20. Diese Anordnung
gewährleistet eine positive und leichte Messung, selbst wenn das flache Grundblatt gekrümmt oder wellig ist,
der Fühler schräg gegenüber dem flachen Grundblatt angeordnet ist oder die Bewegungsgeschwindigkeit des
Abtastlichtstrahls gegenüber dem Stapel der Wellpappen geändert wird.
Das Ausgangssignal des ODER-Glieds 42 liegt über ein UND-Glied 43 an einem Zähler 23 an, der so zum
Empfangen eines Taktimpulses an seinem einen Eingang geschaltet ist. Der Zähler 23 ist derart
aufgebaut, das er 64 Bit enthält und ein Ausgangssignal 1 erzeugt, wenn aufeinanderfolgenden Bits, die eine
vorbestimmte Anzahl von beispielsweise 20 überschreiten, 1 enthalten, beginnt jedoch wieder zu zählen, wenn
die Anzahl der 1 enthaltenden aufeinanderfolgenden Bits kleiner als 20 ist. Das 1-Ausgangssignal von dem
Zähler 23 bedeutet, daß der Abtastlichtstrahl ein flaches Grundblatt überstrichen hat Dieses Ausgangssignal
liegt an dem SetzanschluB einer Flip-Flop-Schaltung 26 in dem Zähl- und Anzeigevorrichtung 13 über ein
ODER-Glied 44 an. Dieses 1-Ausgangssignal wird ferner zum Rücksetzen eines Zählers 24 in der
Detektorschaltung 11 für das Wellblatt in einer im folgenden beschriebenen Weise verwendet. Es liegen
die Ausgangssignale von den Flip-Flop-Schaltungen 19 und 20 an dem Zähler 24 über ein UND-Glied 45 an und
lassen den Zähler 24 nur zählen und ein Ausgangssignal 1 erzeugen, wenn mehr als zwei Signale mit höherem
Wert als das durch das Potentiometer 41 erzeugte Bezugssignal oder 1-Signale nacheinander durch die
Flip-Flop-Schaltungen 18, 19 und 20 laufen. Das Ausgangssignal von dem Zähler 24 repräsentiert einen
Punkt, an welchem der Abtastlichtstrahl während eines Abtastzyklus das Wellblatt kreuzt. Der Zähler 24
erzeugt ein Ausgangssignal, wenn die Anzahl solcher Kreuzungspunkte beispielsweise vier überschreitet.
Dieses Ausgangssignal liegt an einer Flip-Flop-Schaltung 30 an, die derart aufgebaut ist, daß sie ein
Ausgangssignal abgibt, wenn die Bedingung: »enthält mehr als vier Kreuzungspunkte« für mehr als drei
Abtastzyklen anhält. Eine solche digitale Integrieroperation
wird zur korrekten Identifizierung des Wellblatts
durchgeführt, da ein gleiches Ausgangssignal erzeugt wird, wenn der Abtastlichtstrahl das flache Grundblatt
überquert Jedoch wird das Ausgangssigna] nur einmal erzeugt, wenn der Abtastlichtstrahl das flache Grund
blatt kreuzt, während bei Kreuzung des Weilblatts SS durch den Abtastlichtstrahl eine Anzahl von Ausgangssignalen nacheinander erzeugt werden.
Figur 4 zeigt eine graphische Darstellung der Zeit-Phasenbeziehung zwischen dem Startimpuls
(Fig.4AJl Fühlerausgangssignal {Fig.4B) und dem
Abtastimpuls (Fig.4Q die durch den Impulsgenerator
8 erzeugt werden. Der Abtastimpuls läuft gegenüber dem nächsten Startimpuls beispielsweise um 4 Bit
voraus. Nimmt man an, daß das Fühlerelement 14 64 Fotodioden aufweist und das 1 Bit 1 μ$ entspricht, dann fs
hat der Taktimpuls eine Frequenz von 1 MHz, und das Fühlerelement erzeugt 64 Ausgangssignale bei jedem
Abtastzyklus gemäß der Darstellung in Fig.AB unter
der Steuerung durch die Startimpulse gemäß der Darstellung in Fig.AA. Der Abtastimpuls und das
1-Ausgangssignal deir Flip-Flop-Schaltung 30 liegen an
den Eingängen eineis UND-Glieds 46 an, so daß das Ausgangssignal von der Flip-Flop-Schaltung 30 an
einem Zähler 25 in der Detektorschaltung für das Wellblatt nur anliegt, wenn ein Abtastimpuls vorliegt.
Der Zähler 24 wird durch das Ausgangssignal von dem Zähler 23 über zwei ODER-Glieder 47 und 48
rückgesetzt, wobei ein Eingang des ODER-Glieds 48 derart geschaltet ist, daß er den Startimpuls von dem
Impulsgenerator 8 empfängt.
Die Null-Detektorschaltung 12 dient zum Verhindern von Fehlbetrieb der Detektorvorrichtung, wenn das
Grundblatt der Wellpappe dünn und wellig ist. Wird ein welliges Grundblatt durch den Abtastlichtstrahl abgetastet,
wird eine Anzahl von Impulsen erzeugt, wenn der Lichtstrahl das Grundblatt kreuzt — in der gleichen
Weise wie ein Wellblatt. Das heißt, ein welliges Grundblatt wird als Wellblatt falsch erfaßt. Liegt jedoch
über einem welligen Grundblatt einer Wellpappe ein gleiches welliges Grundblatt oder ein flaches Grundblatt
einer benachbarten Wellpappe, kann durch Wirkung der beiden Schieberegister 21 und 22 der
Detektorschaltung 10 für das flache Grundblatt ein solches welliges Grundblatt als Grundblatt anstelle
eines Wellblattes identifiziert werden. Das heißt der Vergleicher 17 erzeugt nacheinander ein 1-Ausgangssignal,
so daß die Flip-Flop-Schaltungen 19 und 20 gleichzeitig Ausgangssignale erzeugen, und das UND-Glied
45 schaltet eine Flip-Flop-Schaltung 31 in der Null-Detektorschaltung 12. Da das <?-Ausgangssignal
dieser Flip-Flop-Schaltung 31 an einem Eingang eines UND-Glieds 49 anliegt und da der Abtastimpuls nach
Fig.4Can dem anderen Eingang des UND-Glieds 49
anliegt erzeugt dieses UND-Glied ein Ausgangssignal 1, wenn kein reflektiertes Licht vorliegt. Dieses
Ausgangssignal liegt über das ODER-Glied 44 an der Flip-Flop-Schaltung 26 in der Zähl- und Anzeigevorrichtung
13 an. Das heißt, wenn das Grundblatt flach ist, wird die Flip-Flop-Schaltung 26 durch das 1-Ausgangssignal
von der Detektorschaltung 10 für das flache Grundblatt gesetzt und wenn das Grundblatt der
Wellpappen wellig ist, wird die Flip-Flop-Schaltung 26 durch das 1-Ausgangssignal von der Null-Detektorschaltung
12 gesetzt
Bei Bedarf kann ein geeigneter Detektor zur Ermittlung der Anzahl von Abtastzyklen vorgesehen
sein, die durchgeführt werden, während der Abtastlichtstrahl
über die Stärke einer Wellpappe bewegt wird, um die Abtastfrequenz anzuzeigen oder diese automatisch
zu steuern.
Zum Auswerten des Zählergebnisses kann dieses in ein Register zum Vergleich mit dem Ergebnis der
nächsten Zählung eingegeben werden. Sind die Ergebnisse von zwei aufeinanderfolgenden Zählvorgängen
gleich, wird die Zählung als korrekt identifiziert Dieser korrekte Wert wird in ein Register eingegeben. Auf
diese Weise wird durch Anlegen des Ergebnisses jedes Zählvorganges der Gesamtanzahl bei welligem Grundblatt die Flip-Flop-Schaltung 26 durch das 1-Ausgangssignal von der Null-Detektorschaltung 12 gesetzt Die
Flip-Flop-Schaltung 25 wird durch das Ausgangssignal
von dem Zähler 25 in der Detektorschaltung 11 für das
Wellblatt rückgesetzt. Demgemäß erzeugt die Flip-Flop-Schaltung 26 ein Ausgangssignal jedesmal, wenn
der Endrand einer Wellpappe in Vertikalrichtung von dem Abtastlichtstrahl überquert wird, wie dies in F i g. 1
gezeigt wird. Dieses Ausgangssignal liegt an einem |>csi huhii-irii Wellpappm υπιαιι /u /ahlm. s«-lli=i \w ι
tung 29 angezeigt wird. Αιι/;ιΙιΙ ιιιιιπμ hinlln In-1 '.<
tin ΙιΐΐίΐΐΗπι jirsiaprh :;ιι»ι
Damit ist es möglich, die Anzahl einer Vielzahl von ·;
Claims (1)
- «ΓPatentansprache:1. Verfahren zum Messen der Anzahl gestapelter Wellpappen, bei dem ein Ende des Stapels mittels eines Abtastlichtstrahls fotoelektrisch vertikal sowie periodisch und schneller horizontal abgetastet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die erhaltenen Horizontalabtastsignale (5, 6, 7), entsprechend ihrer jeweiligen HOÜkurvenform einem flachen Grundblatt, einem Wellblatt oder einem welligen Grundblatt bzw. einem Spalt zugeordnet werden, und daß eine jeweils gewünschte Aufeinanderfolge der Zuordnung der Horizontalabtastsigiiale gezählt und/oder angezeigt wird.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontalabtastsignale einem WelJblatt zugeordnet werden, wenn eine vorbestimmte Anzahl nacheinander auftretender Reflexionssignale ermittelt wird.3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontalabtastsignale einem Spalt zugeordnet werden, wenn für die Dauer eines Horizontalabtastsignals keine Reflexionssignale auftreten.4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem fotoelektrischen Fühler mit einer Reihe von Fotodioden zur vertikalen und horizontalen fotoelektrischen Abtastung und einer Zählvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihe von Fotodioden (14) des fotoelektrischen Fühlers (9) horizontal angeordnet ist und die Fotodioden durch Taktimpulse (8) nacheinander abfragbar sind, daß je eine Detektorschaltung (10, 11, 12) für die Hüllkurvenformen der Horizontalabtastsignale für ein flaches Grundblatt, ein Wellblatt und ein welliges Grundblatt bzw. einen Spalt vorgesehen sind und daß die Zählvorrichtung (13) auf die jeweils gewünschte Aufeinanderfolge der Ausgangssignale der Detektorschaltungen anspricht5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Projektionseinrichtung (32, 33) zum Projezieren eines schmalen Lichtstrahls auf ein Ende des Stapels sowie durch eine Einrichtung zum Bewegen des Lichtstrahls vertikal in Richtung der Stapelung der Wellpappe.6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch einen Impulsgenerator (8) zur Abgabe der Taktimpulse (B), von Startimpulsen (A) und Abtastimpulsen (C)7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorschaltung (10) für das flache Grundblatt eine Einrichtung (21, 22, 42, 43), die bei Vorliegen eines abgefragten Reflexionsimpulses und einer Anzahl von vorangegangenen abgefragten Reflexionsimpulsen Ausgangssignale erzeugt, sowie einen auf diese Ausgangssignale ansprechenden Zähler (23) aufweist, der ein Detektorausgangssignal erzeugt, wenn eine vorbestimmte Zahl von Ausgangssignalen wiederholt überschritten wird.8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorschaltung (11), für das Wellblatt ein UND-Glied (45) zum Erfassen aufeinanderfolgend abgefragter Reflexionsimpulse und einen diesem nachgeschalteten Zähler (24) aufweist, der ein Detektorausgangssignal erzeugt, wenn eine vorbestimmte Anzahl aufeinanderfolgend abgefragter Reflexionsimpulse gezählt ist9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorschaltung (12) für eins welliges Grundblatt oder einen Spalt ein Flipflop (31) aufweist, das durch das UND-Glied (45) zum Erfassen aufeinanderfolgender abgefragter Reflexionsimpulse für die Abgabe eines Ausgangssignals gesetzt wird.ίο 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9,dadurch gekennzeichnet, daß die Zählervorrichtung (13) ein Flipflop (26) aufweist, das die Ausgangssignale der Detektorschaltungen (10,11,12) aufnimmt und ein Ausgangssignal erzeugt, das einem Zählerι s (27) zugeführt wird.11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen Decodierer (28) zum Decodieren des Zählstands des Zählers (27) und eine Anzeigeeinrichtung (29) zur Anzeige des decodierten Zähl- stands.
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